KR100910723B1 - 근접 고로간의 핫콜 중계장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 근접 고로간의 핫콜 중계장치에 관한 것으로서, 저장조 내부에 장시간 저장하여 둔 차가운 콜(Cold Coal)을 취입하지 않고 인접한 고로에서 갓 제조된 핫 콜(Hot Coal)을 취입할 수 있는 기술을 제공하기 위한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 1개의 취입계열로 구성되는 1고로 취입설비와, 각각 A, B계열로 구성되는 2고로 취입설비로 구성하고, 상기 각 계열의 저장조 하부에는 3개의 미분탄 공급배관을 설치하여 각각 필링밸브를 피드탱크를 연결하고, 상기 각 계열의 피드탱크의 상부에는 해당 고로의 저장조의 상부로 통하는 압력 배관 및 해당 피드탱크의 압력 조절을 위한 벤트 콘브롤 밸브를 설치하여 3개의 피드탱크를 각각 구성하며, 상기 각각의 피드탱크의 하부로부터 상기 계열별 저장조의 상부로 연결되는 다수의 핫콜 중계배관을 설치하여, 상기 핫콜 중계배관을 통한 미분탄의 분송 및 차단을 중계 밸브에 의해 제어하도록 구성한 것을 특징으로 하는 근접 고로간의 핫콜 중계장치를 제공함으로써, 노벽보수 후 빠른 시간 내에 고로의 노열을 확보하여 정상 조업도를 달성하고 미분탄 취입랜스 및 취입배관의 막힘에 따른 작업부하를 줄일 수 있게 된다.

미분탄취입, 근접 고로, 핫콜 취입, 핫콜 중계

Description

근접 고로간의 핫콜 중계장치{Hot coal relay apparatus of contiguous interfurnace}

도 1a와 도 1b는 종래의 1고로 및 2고로 미분탄 취입설비의 구성도

도 2는 종래 기술에 의한 미분탄 취입상황을 설명하기 의한 참고도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 근접 고로간의 핫콜 중계장치의 상세 구성도

도 4는 본 발명에 따른 근접 고로간의 핫콜 중계장치의 동작흐름도

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 석탄 수송벨트 2 : 석탄 저장조

3 : 피더(Feeder) 4 : 밀(Mill)

5 : 열풍로 폐가스 6 : 백 필터(Bag Filter)

7. 사이클론(Cyclone) 9a,9b,9c : 저장조(RESERVOIR)

10a,10b,10c : 벤트 콘브롤 밸브 11a,11b,11c : 필링밸브

12a,12b,12c : 압력스위치 13a, 13b, 13c : 피드탱크

14a,14b,14c : 충압 콘트롤 밸브 19 : 취입배관

20 : 고로 21,22 : 풍구

32 : 제어부 33 : 모니터

100a,101a,102a,102b,102c,103a : 중계밸브

100,101,102,102-1,103 : 핫콜 중계배관

본 발명은 고로의 노벽보수시 장기 휴풍으로 저하된 노열을 빠른 시간 내에 복구하기 위한 핫콜 중계장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미분탄을 취입하는 1고로 및 2고로에 있어서 인접한 어떤 고로가 노벽보수 전 노열복구시 사용할 목적으로 다량 제조하여 저장하여 둔 차갑고 굳어있는 콜드 콜(Cold Coal)을 취입하지 않고 근접한 고로에서 갓 제조하여 가열된 뜨거운 핫콜(Hot Coal)을 중계할 수 잇도록 함으로써, 보다 빠르게 고로의 노열 확보 및 조업도를 상승시켜 연료비를 절감하고 작업부하를 줄일 수 있도록 한 근접 고로간의 핫콜 중계장치에 관한 것이다.

일반적으로 고로의 열원으로 사용되는 미분탄은 미분탄 제조설비에서 미세하게 파쇄하여 취입설비로 이송되고 취입 시퀀스에 의해 고로의 풍구에 취입된다.

도 1a와 도 1b는 종래의 1고로 및 2고로 미분탄 취입설비의 구성도로서, 2고로는 취입설비 특성상 2개의 미분탄 제조 및 취입 설비가 A,B계열 별로 분할되어 있으며 A계열은 짝수풍구로 미분탄이 취입되고 B계열은 홀수 풍구로 미분탄이 취입되며, 1고로는 1개 계열 설비로서 2개의 제조 설비와 1개의 취입 설비로 구성되어 있으며 1개 계열 설비로서 고로의 전풍구에 미분탄을 취입한다.

상기 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 1고로 및 2고로의 미분탄 제조 공정과 취입 공정은 동일하게 구성되어 있으며, 1고로는 1개 계열의 취입 설비로 구성되어 있고 2고로는 2개 계열의 취입설비로 구성되어 있다.

종래의 기술에 따른 미분탄 제조 및 취입공정을 설명하면 다음과 같다.

즉, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 먼저 미분탄의 제조공정을 보면, 수송벨트(1)에 의해 석탄 저장조(COAL HOPPER)(2)에 저장된 석탄은 피더(3)에 의해 밀(MILL)(4)로 투입되고, 고로 열풍로 폐가스(5)에 의해 건조 파쇄된 미분(COAL)은 상승관(5a)을 통하여 싸이클론(7)과 백필터(6)에서 포집되며, 상기 포집된 미분탄은 미분탄 저장조(9a)에 저장된다.

상기 미분탄 저장조(9a)에 저장된 미분탄은 그 하부에 설치된 3개의 피드탱크(13a)에 저장된다.

다음으로 미분탄 취입공정을 보면, 상기 각각의 피드탱크(13a)는 상기 미분탄 저장조(9a)로부터 미분탄을 지정된 량만큼 받고, 전기 제어기(PLC)에서 주어지는 시퀀스 진행 순서에 따라 순차적으로 충압 콘트롤밸브(14a)에 의해 질소가 상기 피드탱크 내부에 약 13.5㎏/㎤의 압력으로 충압되며, 그 하부의 취입밸브(15a)가 열려 공기(AIR)(17)에 의해 분배변(18)에 도착되어 A계열은 짝수 풍구 17개로, B계열은 홀수풍구 17개로 각각 취입되어 고로(20)의 열원으로 사용된다.

상기와 같은 취입공정에 의해 취입되는 미분탄은 도 2에 도시된 바와 같이, 제조 초기에 약 70℃로 저장조(9a)에 저장되며, 정상 조업시에는 이것을 제조 후 바로 사용하기 때문에 아무런 문제가 발생하지 않는다.

그러나 노벽 보수 시에는 상기 미분탄을 제조한 후 48시간 이상 상온 상태에서 저장조에 그대로 두기 때문에 미분탄의 자체 온도가 저하되어 미세한 미분과 미분 사이의 공극이 좁아져 치밀하게 되며 자체의 무게에 의해 다져지게 되어, 도 2에 도시된 바와 같이 정상 조압시의 기준선(t1)보다 일정높이(△t)만큼 아래로 다져진 높이(t2)가 된다. 또한 상기 미분탄은 그 특성상 약간의 점토질을 함유하고 있기 때문에 온도가 저하되고 시간이 경과되면 서로 서로 엉키게 되고 약간 굳어지게 된다. 따라서 노벽 보수후 상기 미분탄을 재취입하게 될때 34개의 홀수풍구(21) 및 짝수풍구(22) 전단의 취입배관(19)과 미분탄 취입랜스(LANCE)가 수시로 막히게 되며, 이러한 이유로 인하여 일일 300회 이상 취입이 중지되고, 심한 경우에는 피드탱크(13a) 내부에서 미분탄이 굳어져 이를 절개 후 제거하는 사례도 있었다. 그 때문에 취입배관(19) 및 취입랜스(LANCE) 관통작업시 작업부하 가중은 물론 온도가 저하된 미분탄을 취입함으로 인하여 고로내의 노열이 조기에 확보되지 않아 용융물이 원활하게 고로 외부로 배출되지 못하여 풍압 급상승 및 취발 등의 노황악화를 초래하여 정상조업도 미도달의 원인이 되고 있다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명은 특히 저장조 내부에 장시간 저장하여 둔 차가운 콜(Cold Coal)을 취입하지 않고 인접한 고로에서 갓 제조된 핫 콜(Hot Coal)을 취입할 수 있는 근접 고로간의 핫콜 중계장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 1개의 취입계열로 구성되는 1고로 취입설비와, 각각 A, B계열로 구성되는 2고로 취입설비로 구성하고, 상기 각 계열의 저장조 하부에는 3개의 미분탄 공급배관을 설치하여 각각 필링밸브를 피드탱크를 연결하고, 상기 각 계열의 피드탱크의 상부에는 해당 고로의 저장조의 상부로 통하는 압력 배관 및 해당 피드탱크의 압력 조절을 위한 벤트 콘브롤 밸브를 설치하여 3개의 피드탱크를 각각 구성하며, 상기 각각의 피드탱크의 하부로부터 상기 계열별 저장조의 상부로 연결되는 다수의 핫콜 중계배관을 설치하여, 상기 각 핫콜 중계배관을 통한 각 고로간의 중계 횟수를 지정하고 설정하는 모니터와, 상기 핫콜 중계배관을 통한 미분탄의 분송 및 차단을 중계 밸브에 의해 제어하도록 하는 제어부가 구성된 것을 특징으로 하는 근접 고로간의 핫콜 중계장치를 제공한다.

본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 근접 고로간의 핫콜 중계장치의 구성도로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 사용되는 고로 미분탄(PCI) 취입설비는 각 계열의 저장조(9a,9b,9c) 하부에 3개의 피드탱크(13a,13b,13c)를 각각 설치하여 구성하며 1고로 취입설비는 1개의 취입계열로 구성되고 2고로 취입설비는 각각 A, B계열로 구성되어 모두 3개의 취입계열로 구성되어 있다. 그리고 각 계열별 고로의 저장조(9a,9b,9c)의 하부에는 3개의 미분탄 공급배관을 설치하여, 그 공급배관의 다른 일측을 각 계열의 피드탱크(13a,13b,13c) 1,2,3번의 상부에 연결하여 설치하 고, 각 배관에 필링밸브(11a,11b,11c)를 각각 설치하여 구성한다. 또한 상기 각 계열의 피드탱크(13a,13b,13c)의 상부에는 해당 고로의 저장조의 상부로 통하는 압력 배관을 설치하고 상기 배관에는 해당 피드탱크의 압력 조절을 위한 벤트 콘브롤 밸브(10a,10b,10c)를 설치하여 구성한다.

한편, 상기 각 피드탱크의 상부에는 해당 피드탱크(13a,13b,13c) 내부 압력을 검지하는 압력 스위치(12a,12b,12c)와 압력 공급매체인 질소를 충압하는 충압 콘트롤 밸브(14a,14b,14c)를 설치하고, 상기 피드탱크(13a,13b,13c)의 하부 배관에는 취입밸브(15a,15b,15c)를 각각 설치하며, 상기 각 계열의 저장조(9a,9b,9c) 하부 및 피드탱크(13a,13b,13c) 하부에는 평량기(미도시함)를 설치하여 구성한다.

그리고, 1고로 취입설비의 피드탱크(13a) 3번의 하부에서 2고로 B계열 저장조(9b) 상부에 연결되는 핫콜 중계배관(100)을 설치하며, 그 배관의 일측에는 1고로 3번 피드탱크에서 2고로 B계열 저장조로의 분송 및 차단을 위한 중계밸브(100a)를 설치하여 구성한다.

또한, 2고로 B계열 취입설비의 피드탱크(13b) 2번의 하부에서 2고로 A계열 저장조(9c)의 상부에 연결되는 핫콜 중계배관(101)을 설치하며, 그 배관의 일측에는 2고로 B계열 2번 피드탱크에서 2고로 A계열 저장조로의 분송 및 차단을 위한 중계 밸브(101a)를 설치하여 구성한다.

또한 2고로 A계열 취입설비의 피드탱크(13c) 3번의 하부에서 1고로 저장조(9a)의 상부에 연결되는 핫콜 중계배관(102)을 설치하며, 그 배관 일측에는 2고로 A계열 3번 피드탱크에서 1고로 저장조로의 분송 및 차단을 위한 중계밸브(102a)를 설치하고, 그 배관의 다른 측에는 또 다른 중계밸브(102b)를 설치하여 구성한다.

한편, 상기 핫콜 중계배관(102)의 상기 중계밸브(102b) 전단에는 상기 핫콜 중계배관(102)에서 분기되어 2고로 B계열 저장조(9b)의 상부에 연결되는 핫콜 중계배관(102-1)을 설치하고, 그 배관의 분기 시작부분에는 2고로 A계열 3번 피드탱크에서 2고로 B계열 저장조로의 분송 및 차단을 위한 중계밸브(102c)를 설치하여 구성한다.

그리고, 2고로 B계열 취입설비의 피드탱크(13b) 3번의 하부에서 1고로 저장조(9a)의 상부에 연결되는 상기 핫콜 중계배관(102)의 중간부 일측에 합류되는 핫콜 중계배관(103)을 설치하여 구성하되, 상기 핫콜 중계배관(103)은 1고로 저장조로의 분송 및 차단을 위한 중계밸브(102b)의 후단에 합류되며, 그 배관의 일측에는 2고로 B계열 3번 피드탱크에서 1고로 저장조로의 분송 및 차단을 위한 중계밸브(103a)를 설치하여 구성한다.

한편, 상기 각 중계배관을 통한 각 고로간의 중계 횟수를 지정하고 설정하는 모니터(33)와, 상기 각 중계밸브의 개폐를 제어하는 제어부(32)를 포함하여 구성할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 근접 고로간의 핫콜 중계장치의 동작흐름도로서, 이와 같이 구성되는 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

도 4의 동작 흐름도에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 미분탄의 취입설비의 동작은 각 계열의 3개의 피드탱크가 해당 취입설비의 시퀀스에 의해 순서대로 필 링, 충압, 취입, 배압의 과정을 반복하는 자동모드로 이루어지고, 중계할 해당 피드탱크가 오프상태로서 미분탄 취입이 이루어지지 않은 상태이어야 하고, 동시에 2고로 노벽 보수시에 1고로에서 갓 제조된 핫콜을 중계받을 저장조인 2고로 B계열 저장조(9b)는 완전히 비워두어야 하는 필요조건이 만족(S401)되어야 한다. 이는 노벽 보수시에는 송풍초기에 열풍을 고로(20) 내부 중심부에 최대한 도달되도록 하기 위해 홀수풍구(21)는 개방하여 두고 짝수풍구(22)는 진흙으로 막아 조업을 하기 때문에 B계열은 미분탄을 취입할 수 있고, A계열은 미분탄을 취입할 수 없기 때문임을 착안한 것이다.

상기와 같은 전제조건이 만족된 상태로 미분탄 취입이 진행되는 과정 중에, 조업자가 필요에 의해서 모니터(33)를 통해 분송량과 분송횟수를 설정하고 보내고자 하는 곳의 해당 피드탱크를 지정(S402)하면, 해당 피드탱크를 자동취입모드에서 자동중계모드로 절환(S403)한 후 제어부(32)에서는 분송받을 계열의 저장조의 해당 피드탱크(13a, 13b, 13c)의 벤트 콘브롤 밸브(10a, 10b, 10c)를 열어(S404), 해당 피드탱크(13a, 13b, 13c) 내부의 압력을 해당 고로의 저장조(9a, 9b, 9c)로 배출시킨다. 이러한 동작은 상기 압력 스위치(12a, 12b, 12c)에서 "0"(ZERO)값이 검출(S405)될 때까지 계속한다.

상기 압력스위치(12a, 12b, 12c)에서 제로값이 검출되면, 필링밸브(11a, 11b, 11c)를 열어(S406) 미분탄 저장조(9a, 9b, 9c)의 미분탄이 해당 피드탱크로 자유낙하할 수 있도록 하며, 피드탱크(13a, 13b, 13c)의 평량값(셋팅된 웨잉 값)이 셋트치에 도달되면 필링밸브(11a, 11b, 11c)를 닫아(S408), 더 이상의 필링동작이 이루 어지지 않게 한다.

그리고, 시퀀스진행 순서에 따라 충압 콘트롤 밸브(14a, 14b, 14c)를 열어(S409) 충압 매체인 질소(N₂)가 피트탱크에 충압될 수 있도록 하며, 그 상태에서 중계밸브(100a, 101a, 102a, 103a, 102c, 102b)를 열어(S410) 지정된 량만큼의 핫콜의 분송이 이루어질 수 있도록 하며, 피드탱크의 웨잉 빈(empty) 값이 검출되면 소정 시간(예를 들어 10초) 후에 충압 콘트롤 밸브(14a, 14b, 14c)를 닫고(S412), 벤트 콘브롤 밸브(10a, 10b, 10c)를 개방(S413)한다.

한편, 중계받을 저장조(9a, 9b, 9c)의 상태를 체크(S414)하여, 해당 중계받을 저장조가 가득 채워지지 않은 상태이면, 다시 초기의 벤트 콘브롤 밸브 개방단계(S404)로 복귀하여 상기 셋트된 횟수와 양 만큼 계속해서 미분탄을 받게 되고, 상기 체크결과 중계받을 저장조가 가득 채워진 상태임이 검출되면 중계밸브(100a, 101a, 102a, 103a, 102c, 102b)를 닫아(S415), 핫콜의 중계가 자동으로 정지되도록 하며, 해당 피드탱크를 자동중계모드에서 자동취입모드로 절환(S416)하고, 핫콜 중계를 위한 모든 동작을 종료한다.

한편, 상기 모니터(33)를 통한 임의의 설정에 의해, 상기의 노벽보수시 뿐만이 아니고 평상 조업시에도 각 계열별로 유기적으로 미분탄을 원할하게 주고 받기 위하여 해당 피드탱크를 자동취입모드에서 자동중계모드로 절환한 후 1고로 3번 피드탱크 → 2고로 B계열로, 2고로 B계열 2번 피드탱크 →1고로로, 2고로 B계열 3번 피드탱크 →2고로 A계열로, 2고로 A계열 3번 피드탱크 →1고로로, 2고로 A계열 3번 피드탱크 →2고로 B계열로, 선택 배너를 클릭하여 자동 중계모드(MODE)를 작동시키면 상기와 동일한 인터록 조건에 의해 조업자가 보내고자 하는 곳에 미분탄의 분송 및 기송을 자유롭게 할 수 있게 된다.

또한 미분탄 취입량 역시 핫콜 미 취입시에는 미분탄 취입배관이 약 300회/일 막혀 미분탄 실제 취입량이 셋트 값에 도달되지 못하는 것 또한 알 수가 있게 된다.

이상의 본 발명에 의하면, 고로의 노벽연와의 마모 진행 정도에 따라 주기적으로 실시하고 있는 노벽보수작업 이후의 복구작업시 취입되는 미분탄을 48시간 이상 저장하여 둔 대기온도 이하의 차가운 콜드콜이 아닌 70℃의 열량을 가지고 잇는 핫콜로 취입할 수 있기 때문에 칼로리 계산식에 따르면 다음과 같은 칼로리를 상승의 효과를 가진다.

칼로리 계산식 = 유량(kg) × 온도편차(△T) × 시간(min)

핫콜온도 = 70℃, 동절기 평균온도 =19.7℃, 하절기 평균온도 = 28.7℃

미분탄 취입량 = 47 TON/hr

동절기 ; 47 × 50.3 = 2,364[Mcal], 하절기 ; 47 ×41.3 = 1941.1[Mcal/hr]의 막대한 열량 증가 효과가 있게 된다..

따라서 연료비를 절감하고 조기에 노열을 상승시켜서 고로의 노황을 안정되게 유도하며 정상조업도 상승을 조기에 달성하는데 매우 효과적이고, 또한 미분탄이 엉키거나 굳어 있지 않기 때문에 배관이나 미분탄 취입 랜스(LANCE)가 전혀 막 히지 않는 우수한 장점을 가지고 있고, 미분탄 취입 랜스(LANCE) 관통 작업시의 작업부하를 감소하며, 연료비를 절감할 수 있는 실용상의 효과가 있게 된다.

Claims (1)

1개의 취입계열로 구성되는 1고로 취입설비와, 각각 A, B계열로 구성되는 2고로 취입설비로 구성하고,

상기 각 계열의 저장조 하부에는 3개의 미분탄 공급배관을 설치하여 각각 필링밸브를 피드탱크로 연결하고, 상기 각 계열의 피드탱크의 상부에는 해당 고로의 저장조의 상부로 통하는 압력 배관 및 해당 피드탱크의 압력 조절을 위한 벤트 콘브롤 밸브를 설치하여 3개의 피드탱크를 각각 구성하며, 상기 각각의 피드탱크의 하부로부터 상기 계열별 저장조의 상부로 연결되는 다수의 핫콜 중계배관을 설치하여, 상기 각 핫콜 중계배관을 통한 각 고로간의 중계 횟수를 지정하고 설정하는 모니터와, 상기 핫콜 중계배관을 통한 미분탄의 분송 및 차단을 중계 밸브에 의해 제어하도록 하는 제어부가 구성된 것을 특징으로 하는 근접 고로간의 핫콜 중계장치.

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